專利名稱：一種獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空獲得設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法。
背景技術(shù)：
磁懸浮分子泵是一種采用磁軸承作為分子泵轉(zhuǎn)子支承的分子泵，它利用磁軸承將轉(zhuǎn)子穩(wěn)定地懸浮在空中，使轉(zhuǎn)子在高速工作過程中與定子之間沒有機(jī)械接觸，具有無機(jī)械磨損、能耗低、允許轉(zhuǎn)速高、噪聲低、壽命長、無需潤滑等優(yōu)點(diǎn)，目前磁懸浮分子泵廣泛地應(yīng)用于高真空度、高潔凈度真空環(huán)境的獲得等領(lǐng)域中。磁懸浮分子泵的一般內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，所述磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸 7和與轉(zhuǎn)子軸7固定連接的葉輪1。所述葉輪1固定安裝在轉(zhuǎn)子軸7的上部；轉(zhuǎn)子軸7的中部依次間隔地套設(shè)有第一徑向保護(hù)軸承4、第一徑向位移傳感器5、第一徑向磁軸承6、電機(jī) 8、第二徑向磁軸承9、第二徑向位移傳感器10和第二徑向保護(hù)軸承11等。其中，徑向保護(hù)軸承(所述第一徑向保護(hù)軸承4和所述第二徑向保護(hù)軸承11)的內(nèi)徑小于徑向磁軸承(所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9)的內(nèi)徑。理論上，所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承同軸9，所述第一徑向保護(hù)軸承4和所述第二徑向保護(hù)軸承同軸11，且所述徑向保護(hù)軸承和所述徑向磁軸承同軸，即所述徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心和所述徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心重合。所述磁懸浮分子泵還配置有控制其運(yùn)轉(zhuǎn)的控制器2，所述控制器2根據(jù)徑向位移傳感器(所述第一徑向位移傳感器5和所述第二徑向位移傳感器10)的輸出信號(hào)運(yùn)算分析得出轉(zhuǎn)子的徑向位移，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的所述徑向磁軸承輸出電磁力對轉(zhuǎn)子的徑向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。其中，設(shè)置所述徑向保護(hù)軸承的目的在于當(dāng)所述控制器2出現(xiàn)故障或者由于外界擾動(dòng)引起轉(zhuǎn)子失穩(wěn)跌落時(shí)，由于所述徑向保護(hù)軸承的內(nèi)徑小于所述徑向磁軸承定子的內(nèi)徑，失穩(wěn)的轉(zhuǎn)子會(huì)直接跌落在所述徑向保護(hù)軸承上，而不會(huì)接觸到所述徑向磁軸承，由此對所述徑向磁軸承起到保護(hù)作用?，F(xiàn)有磁懸浮分子泵中的徑向磁軸承包括徑向磁軸承定子，徑向磁軸承定子的內(nèi)壁均勻地設(shè)置有2N個(gè)磁極，N為整數(shù)且2 < N < 5。將2n個(gè)磁極分為X向磁極對組和Y向磁極對組，X向磁極對組和Y向磁極對組各包含兩個(gè)相對設(shè)置的磁極對，分別為X正向磁極對和X負(fù)向磁極對，Y正向磁極對和Y負(fù)向磁極對。每個(gè)磁極對中包含2N_2個(gè)磁極，且每個(gè)磁極對上分別纏繞有線圈。其中，X正向磁極對和X負(fù)向磁極對上分別纏繞有X正向磁極對線圈和X負(fù)向磁極對線圈，通電后的X正向磁極對線圈和X負(fù)向磁極對線圈產(chǎn)生吸力，分別對轉(zhuǎn)子施加X正向電磁力和X負(fù)向電磁力；同樣地，Y正向磁極對線圈和Y負(fù)向磁極對線圈上分別纏繞有Y正向磁極對線圈和Y負(fù)向磁極對線圈，通電后的Y正向磁極對線圈和Y負(fù)向磁極對線圈產(chǎn)生吸力，分別對轉(zhuǎn)子施加Y正向電磁力和Y負(fù)向電磁力。如圖2所示，以N = 3為例，8個(gè)磁極均勻地設(shè)置在徑向磁軸承定子的內(nèi)壁，8個(gè)磁極形成4個(gè)磁極對I-IV，磁極對I和磁極對III構(gòu)成X向磁極對組，磁極對II和磁極對IV構(gòu)成Y向磁極對組，磁極對I-IV上均纏繞有線圈。其中，磁極對I線圈和磁極對III線圈分別對轉(zhuǎn)子施加χ正向電磁力和X負(fù)向電磁力；而磁極對II線圈和磁極對IV線圈分別對轉(zhuǎn)子施加Y正向電磁力和Y負(fù)向電磁力。理論上，控制器可以通過控制徑向磁軸承各個(gè)磁極對線圈中的電流，使轉(zhuǎn)子穩(wěn)定地懸浮于所述徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓內(nèi)的任意一點(diǎn)，并且在磁懸浮分子泵工作過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)子受外界擾動(dòng)力作用而發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，控制器也能通過調(diào)整徑向磁軸承各個(gè)磁極對線圈中電流的大小，來對轉(zhuǎn)子相應(yīng)地施加X方向電磁力或Y方向電磁力，從而克服外界擾動(dòng)力對轉(zhuǎn)子的影響，使轉(zhuǎn)子復(fù)位。根據(jù)安培環(huán)路定律，徑向磁軸承各個(gè)磁極對線圈產(chǎn)生的電磁力大小與轉(zhuǎn)子到磁極對線圈的距離的平方呈反比。因此，各個(gè)磁極對線圈所產(chǎn)生的電磁力與轉(zhuǎn)子到磁極對線圈的距離呈非線性關(guān)系。根據(jù)現(xiàn)有磁懸浮分子泵控制理論，可知當(dāng)轉(zhuǎn)子懸浮于徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心，且轉(zhuǎn)子偏離中心的位移較小時(shí)，可以將徑向磁軸承各個(gè)磁極對產(chǎn)生的電磁力與轉(zhuǎn)子到磁極對的距離的關(guān)系近似為線性關(guān)系，從而簡化控制過程。而且，當(dāng)轉(zhuǎn)子懸浮于徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心時(shí)，轉(zhuǎn)子與徑向磁軸承各個(gè)磁極對線圈的距離相等，徑向磁軸承各磁極對線圈通入的電流大小相等，轉(zhuǎn)子受力比較均衡，此時(shí)磁懸浮分子泵系統(tǒng)穩(wěn)定性較好。另外，現(xiàn)有技術(shù)是通過徑向位移傳感器的測量結(jié)果來獲得轉(zhuǎn)子偏離徑向懸浮中心的位移量的，徑向位移傳感器的磁極結(jié)構(gòu)與徑向磁軸承類似，如圖3所示，設(shè)徑向位移傳感器包括8個(gè)磁極，如圖4所示為電感式徑向位移傳感器的原理圖，其中S'表示頻率和幅值固定的正弦電壓信號(hào)(激勵(lì)信號(hào))，G表示地。其工作原理敘述如下(1)當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)時(shí)，四個(gè)磁極對的感抗不發(fā)生變化，徑向位移傳感器的X向輸出Vwx和Y向輸出Vwy都保持不變。(2)當(dāng)轉(zhuǎn)子靠近徑向位移傳感器的磁極對i線圈時(shí)，磁極對i線圈的感抗增加，則徑向位移傳感器的X向輸出Vwx變??；當(dāng)轉(zhuǎn)子靠近磁極對iii線圈時(shí)，磁極對iii線圈的感抗增加，則電感式徑向位移傳感器的X向輸出Vwx增大。(3)當(dāng)轉(zhuǎn)子靠近徑向位移傳感器的磁極對ii線圈時(shí)，磁極對ii線圈的感抗增加， 則徑向位移傳感器的Y向輸出Vwy變??；當(dāng)轉(zhuǎn)子靠近磁極對iv線圈時(shí)，磁極對iv線圈的感抗增加，則電感式徑向位移傳感器的Y向輸出Vwy增大。上述Vwx和Vwy均為頻率固定且幅值隨轉(zhuǎn)子位移的變化而變化的正弦電壓信號(hào)。這兩個(gè)正弦電壓信號(hào)經(jīng)過控制器內(nèi)解調(diào)電路的解調(diào)處理后變?yōu)榕c轉(zhuǎn)子與磁極對線圈之間的距離呈線性關(guān)系的直流電壓信號(hào)V。= KXL(L表示轉(zhuǎn)子與磁極對線圈之間的距離，K為常數(shù))。解調(diào)處理后，控制器內(nèi)的處理芯片可以直接檢測并分析該直流電壓信號(hào)，從而得到轉(zhuǎn)子位移量。轉(zhuǎn)子的徑向懸浮中心有兩個(gè)，分別是與第一徑向保護(hù)軸承、第一徑向磁軸承對應(yīng)的第一徑向懸浮中心，及與第二徑向保護(hù)軸承、第二徑向磁軸承對應(yīng)的第二徑向懸浮中心。 現(xiàn)有技術(shù)獲得轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，以獲得轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心為例進(jìn)行說明，操作過程如下(1)對第一徑向位移傳感器進(jìn)行標(biāo)定，獲得第一徑向位移傳感器X向輸出的正弦電壓信號(hào)Vwx經(jīng)控制器內(nèi)解調(diào)電路解調(diào)后得到的直流電壓信號(hào)與轉(zhuǎn)子X方向位移的關(guān)系 Vox = f (X)，及第一徑向位移傳感器Y向輸出的正弦電壓信號(hào)v 經(jīng)控制器內(nèi)解調(diào)電路解調(diào)后得到的直流電壓信號(hào)與轉(zhuǎn)子Y方向位移的關(guān)系V。y = f(y)；(2)由控制器控制第一徑向磁軸承和第二徑向磁軸承的X正向磁極對線圈產(chǎn)生X 正向的電磁力(X負(fù)向和Y方向電磁力為零)，將轉(zhuǎn)子吸附在χ正向的極限位置。此時(shí)轉(zhuǎn)子與徑向保護(hù)軸承接觸，第一徑向位移傳感器X向輸出的信號(hào)經(jīng)過控制器內(nèi)部的解調(diào)電路處理后得到直流電壓值V1,由V1和V。x = f(x)可獲得在第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子在 X正向的極限位置坐標(biāo)Xmax+；再由控制器控制第一徑向磁軸承和第二徑向磁軸承的X負(fù)向磁極對線圈產(chǎn)生X負(fù)向的電磁力(X正向和Y方向電磁力為零)，將轉(zhuǎn)子吸附在X負(fù)向的極限位置。此時(shí)轉(zhuǎn)子與徑向保護(hù)軸承接觸，第一徑向位移傳感器X向輸出的信號(hào)經(jīng)過控制器內(nèi)部的解調(diào)電路處理后得到直流電壓值由V2和V。x = f(x)可獲得在第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子在X 負(fù)向的極限位置坐標(biāo)Xmin-;由第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系下X正向的極限位置坐標(biāo)X-+和X負(fù)向的極限位置坐標(biāo)Xmin-可獲得在第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心χ方向坐標(biāo)為
—(Xmax++Xmin-) /2 ；(3)利用步驟( 所述方法，獲得在第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子在Y正向的極限位置坐標(biāo)Ymax+和轉(zhuǎn)子在Y負(fù)向的極限位置坐標(biāo)Ymin-,以及在第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心Y方向坐標(biāo)為Yztl = (Ymax++Ymin_)/2 ；由此得到轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心(Xztl，YJ，獲得轉(zhuǎn)子第二徑向懸浮中心(Xzl，Yzl) 的方法同上，在此不再贅述。顯然，通過上述方法獲得的轉(zhuǎn)子的第一徑向懸浮中心(Xztl，YJ和第二徑向懸浮中心(xzl，Yzl)分別是第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系下第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo) (XM，Ybo)和第二徑向位移傳感器坐標(biāo)系下第二徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo)(Xbl，Ybl)。 雖然理論上，徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心和徑向保護(hù)軸承的定子內(nèi)圓中心是重合的，但是由于磁懸浮分子泵零件加工精度和裝配精度的限制，徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心和徑向保護(hù)軸承定子的內(nèi)圓中心不能做到完全重合。因此，在同一坐標(biāo)系下，第一徑向磁軸承和第一徑向保護(hù)軸承在X方向和Y方向具有同軸度偏差(Δ&，AYci),其中八\和AYci分別為用第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo)減去第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo)得到的常量，第二徑向磁軸承和第二徑向保護(hù)軸承在X方向和Y方向具有同軸度偏差(ΔΧΠ AY1)，其中
和AY1分別為用第二徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo)減去第二徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo)得到的常量。然而，在磁懸浮分子泵開始工作時(shí)，首先要將轉(zhuǎn)子懸浮在其事先設(shè)定的懸浮中心上(此時(shí)，其第一徑向懸浮中心即為第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系下的第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心，第二徑向懸浮中心即為第二徑向位移傳感器坐標(biāo)系下的第二徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心)，由于同軸度偏差的存在，轉(zhuǎn)子的第一徑向懸浮中心在X方向偏離第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心的距離為在Y方向偏離第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心的距離為 Δ Ytl,轉(zhuǎn)子的第二徑向懸浮中心在X方向偏離第二徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心的距離為Δ&， 在Y方向偏離第二徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心的距離為Δ、。由于轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心與徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心存在上述偏差，會(huì)影響磁懸浮分子泵的穩(wěn)定運(yùn)行，不利于后續(xù)對轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心與徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心存在偏差，影響磁懸浮分子泵的穩(wěn)定運(yùn)行，不利于后續(xù)對轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定控制，而提供一種能夠保證磁懸浮分子泵的穩(wěn)定運(yùn)行，利于控制系統(tǒng)后續(xù)對轉(zhuǎn)子穩(wěn)定控制的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，包括如下步驟A.獲取轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心，包括如下步驟①在第一徑向磁軸承裝入所述磁懸浮分子泵之前，將所述第一徑向磁軸承的X正向磁極對線圈和X負(fù)向磁極對線圈串聯(lián)形成X方向磁極對線圈組，二者之間設(shè)為所述第一徑向磁軸承的X向檢測信號(hào)輸出端；將第一徑向磁軸承的Y正向磁極對線圈和Y負(fù)向磁極對線圈串聯(lián)形成Y方向磁極對線圈組，二者間設(shè)為所述第一徑向磁軸承的Y向檢測信號(hào)輸出端；②將第一徑向磁軸承定子固定于標(biāo)定臺(tái)架上，并將轉(zhuǎn)子插入第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中，以第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立徑向磁軸承坐標(biāo)系；將所述第一徑向磁軸承的X向磁極對線圈組和Y向磁極對線圈組分別連接于正弦激勵(lì)信號(hào)S與地信號(hào)之間；將所述第一徑向磁軸承的X向電壓信號(hào)輸出端與X向解調(diào)電路連接，所述X向解調(diào)電路的輸出端輸出X向檢測電壓信號(hào)Vx ；將所述第一徑向磁軸承的Y向電壓信號(hào)輸出端與Y向解調(diào)電路連接，所述Y向解調(diào)電路的輸出端輸出Y向檢測電壓信號(hào)Vy ；Vx和Vy均為直流電壓信號(hào)，利用所述第一徑向磁軸承的X方向磁極對線圈組得到第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述第一徑向磁軸承的X向檢測電壓信號(hào)與轉(zhuǎn)子X方向位移的數(shù)據(jù)關(guān)系Vx = f(x)；利用所述第一徑向磁軸承的Y向磁極對線圈組得到第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述第一徑向磁軸承的Y向檢測電壓信號(hào)與轉(zhuǎn)子Y方向位移的數(shù)據(jù)關(guān)系Vy = f(y)；③將所述第一徑向磁軸承裝入所述磁懸浮分子泵，使所述第一徑向磁軸承的X向磁極對線圈組和Y向磁極對線圈組仍連接于正弦激勵(lì)信號(hào)S與地信號(hào)之間；所述第一徑向磁軸承的所述X向檢測信號(hào)輸出端仍與所述X向解調(diào)電路連接；所述第一徑向磁軸承的所述Y向檢測信號(hào)輸出端仍與所述Y向解調(diào)電路連接；④得到轉(zhuǎn)子位于所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心時(shí)，所述X向解調(diào)電路輸出的X向檢測電壓信號(hào)Vxl和所述Y向解調(diào)電路輸出的Y向檢測電壓信號(hào)Vyl ；由Vxl和Vx = f(x)獲得所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下的X方向坐標(biāo)X'= 獲得所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下的Y方向坐標(biāo)V' b0 ；即得到在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下，所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo)(X' M，Y' b0)；由此得到所述第一徑向磁軸承與第一所述徑向保護(hù)軸承在X、Y方向的同軸度偏差分別為 = -X' b0 和 Δ Y。= -Y' b0 ；⑤以第一徑向位移傳感器定子內(nèi)圓中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系并獲得在第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系下，所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo) (Xbo，Ybo)；⑥最終得到在第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系下，所述第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo)為(XbcrX' b0' Ybo-Y' J，此即為磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子的第一徑向懸浮中心；B.用與步驟A所述獲取轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心相同的方法獲取轉(zhuǎn)子第二徑向懸浮中心。上述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，所述步驟②包括如下步驟i.在所述第一徑向磁軸承裝入所述磁懸浮分子泵之前，測量出所述第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心并以所述第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立第一徑向磁軸承坐標(biāo)系；ii.控制轉(zhuǎn)子自第一徑向磁軸承坐標(biāo)系原點(diǎn)沿著X正向移動(dòng)長度為S的距離，測量此過程中所述第一徑向磁軸承的X向解調(diào)電路輸出的X向檢測電壓信號(hào)Vx+ ；控制所述轉(zhuǎn)子自第一徑向磁軸承坐標(biāo)系原點(diǎn)沿著X負(fù)方向移動(dòng)長度為S的距離，測量此過程中所述X向解調(diào)電路輸出的X向檢測電壓信號(hào)vx_ ；由此獲得所述第一徑向磁軸承的所述X向檢測電壓信號(hào)與轉(zhuǎn)子X方向位移的數(shù)據(jù)關(guān)系Vx = f(x)；iii.控制轉(zhuǎn)子自第一徑向磁軸承坐標(biāo)系原點(diǎn)沿著Y正向移動(dòng)長度為S的距離，測量此過程中所述第一徑向磁軸承的Y向解調(diào)電路輸出的Y向檢測電壓信號(hào)Vy+ ；控制轉(zhuǎn)子自第一徑向磁軸承坐標(biāo)系原點(diǎn)沿著Y負(fù)方向移動(dòng)長度為S的距離，測量此過程中所述Y向解調(diào)電路輸出的Y向檢測電壓信號(hào)vy_ ；由此獲得所述第一徑向磁軸承的所述Y向檢測電壓信號(hào)與轉(zhuǎn)子Y方向位移的數(shù)據(jù)關(guān)系Vy = f (y)。上述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，S大于所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓半徑r且小于所述第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓半徑R，即R> S > r。上述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，S為所述第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓半徑R的三分之二，即S = 2R/3。上述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，所述步驟④包括如下步驟a.將所述磁懸浮分子泵水平放置，保持轉(zhuǎn)子軸線平行于水平面，手動(dòng)控制轉(zhuǎn)子， 使轉(zhuǎn)子緊貼所述徑向保護(hù)軸承定子的內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)一周，同時(shí)利用示波器觀測所述第一徑向磁軸承的所述X向解調(diào)電路輸出的X向檢測電壓信號(hào)和所述第一徑向磁軸承的所述Y向解調(diào)電路輸出的Y向檢測電壓信號(hào)，記錄所述X向檢測電壓信號(hào)的最大值V' ,.+和最小值 V' xmin_，以及所述Y向檢測電壓信號(hào)的最大值V'胃-和最小值V' ymax_;由此得到轉(zhuǎn)子位于所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心時(shí)，所述X向檢測電壓信號(hào)Vxl= (V' xmax++V' xmax_)/2 及所述Y向檢測電壓信號(hào)Vyl= (V' ymax++V' ymax_)/2;b.將Vxl=(V' xmax++V' xmax_)/2代入Vx = f(x)，得出在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心X坐標(biāo)X' b0;將Vyl= (V' ymax++V' ymax_)/2代入Vy = f(y)，得出在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心Y坐標(biāo)Y' b0;c.由此，得到所述第一徑向磁軸承與所述第一徑向保護(hù)軸承在X、Y方向的同軸度偏差 Δ)(0 = -Χ'⑷和 AY0 = -Y' b0。上述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，所述步驟④包括如下步驟
a.將所述磁懸浮分子泵豎直放置，保持轉(zhuǎn)子軸線垂直于水平面，利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)子在離心力作用下緊貼所述徑向保護(hù)軸承定子的內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)，同時(shí)利用示波器觀測所述第一徑向磁軸承的所述X向解調(diào)電路輸出的X向檢測電壓信號(hào)和所述第一徑向磁軸承的所述Y向解調(diào)電路輸出的Y向檢測電壓信號(hào)，記錄所述X向檢測電壓信號(hào)的最大值 V' 協(xié)和最小值V' xmin-，以及所述Y向檢測電壓信號(hào)的最大值V'胃-和最小值V' ymax-； 由此得到轉(zhuǎn)子位于所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心時(shí)，所述X向檢測電壓信號(hào)Vxl = (V xmax++v' xmax_)/2 及所述 Y 向檢測電壓信號(hào) Vyl= (V' ymax++V' ymax_)/2;b.將Vxl=(V' xmax++V' xmax_)/2代入Vx = f(x)，得出在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心X坐標(biāo)X' b0;將Vyl= (V' ymax++V' ymax_)/2代入Vy = f(y)，得出在徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心Y坐標(biāo)Y' b0;c.由此，得到所述第一徑向磁軸承與所述第一徑向保護(hù)軸承在X、Y方向的同軸度偏差 Δ)(0 = -Χ'⑷和 AY0 = -Y' b0。上述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，所述步驟②中應(yīng)用的所述正弦激勵(lì)信號(hào)S與所述磁懸浮分子泵內(nèi)部的第一徑向位移傳感器所使用的激勵(lì)信號(hào)S'具有相同的幅值和頻率；所述X向解調(diào)電路和所述Y向解調(diào)電路與所述磁懸浮分子泵的控制器內(nèi)第一徑向位移傳感器解調(diào)電路具有相同的電路結(jié)構(gòu)。上述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，所述步驟③將所述第一徑向磁軸承裝入所述磁懸浮分子泵，使所述第一徑向磁軸承的所述X向磁極對線圈組和所述Y 向磁極對線圈組分別連接于所述第一徑向位移傳感器的激勵(lì)信號(hào)S'與地信號(hào)之間；使第一徑向磁軸承的所述X向電壓信號(hào)輸出端和所述Y向電壓信號(hào)輸出端均與所述控制器內(nèi)的所述第一徑向位移傳感器解調(diào)電路連接。本發(fā)明的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比存在如下有益效果(1)本發(fā)明通過在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下獲得第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo)(X' b。，Y' J，且第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心即第一徑向磁軸承坐標(biāo)系的原點(diǎn)(0， 0)，由此得到第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心與第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心在徑向上的偏差值為Δ& =-X'㈤和AYci = -Y' bQO由于在磁懸浮分子泵工作過程中，不考慮第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心和第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心同軸度偏差時(shí)，轉(zhuǎn)子懸浮中心位置在第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(xM，YJ，因此本發(fā)明最終獲得第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子的第一徑向懸浮中心為OCbtl-X' b0,Ybo-Y' b0)即為徑向位移傳感器坐標(biāo)系下徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo)，消除了轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心與第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心的偏差，采用同樣的方法消除轉(zhuǎn)子第二徑向懸浮中心與第二徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心之間的偏差，能夠保證磁懸浮分子泵的穩(wěn)定運(yùn)行，利于控制系統(tǒng)后續(xù)對轉(zhuǎn)子穩(wěn)定控制。(2)本發(fā)明在獲得轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的過程中，獲得了第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心與第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心在X、Y方向的偏差以及第二徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心與第二徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心在X、Y方向的偏差；由于磁懸浮分子泵零件加工和裝配是批量進(jìn)行的，因此當(dāng)某一批磁懸浮分子泵加工裝配完成后，如果所述徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心和所述徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心之間存在較大的偏差，則希望下一批磁懸浮
1分子泵在零件加工和裝配過程中能夠有所改進(jìn)。因此，本發(fā)明獲得的徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心與徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心在X、Y方向的偏差，可作為下一批磁懸浮分子泵零件加工和裝配的指導(dǎo)性技術(shù)指標(biāo)，作為下一批磁懸浮分子泵零件加工和裝配進(jìn)行改進(jìn)的依據(jù)， 縮小徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心與徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心在X、Y方向的偏差，盡量保證徑向磁軸承的定子內(nèi)圓中心和徑向保護(hù)軸承的定子內(nèi)圓中心重合。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中圖1為磁懸浮分子泵結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為設(shè)置八個(gè)磁極的徑向磁軸承定子結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為設(shè)置八個(gè)磁極的徑向位移傳感器定子結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為電感式徑向位移傳感器測量電路原理圖；圖5為本發(fā)明所述獲得轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心的流程圖；圖中附圖標(biāo)記表示為1-葉輪，2-控制器，3-泵體，4-第一徑向保護(hù)軸承，5-第一徑向位移傳感器，6-第一徑向磁軸承，7-轉(zhuǎn)子軸，8-電機(jī)，9-第二徑向磁軸承，10-第二徑向位移傳感器，11-第二徑向保護(hù)軸承，12-軸向保護(hù)軸承，13-第一軸向磁軸承，14-推力盤， 15-第二軸向磁軸承，16-軸向位移傳感器，17-接線端子，18-位移檢測裝置，19-轉(zhuǎn)速檢測裝置，20-徑向磁軸承定子，21-徑向位移傳感器定子，22-磁極。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實(shí)施例1本實(shí)施例提供一種獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，包括如下步驟①在第一徑向磁軸承裝入所述磁懸浮分子泵之前，將所述第一徑向磁軸承的X正向磁極對線圈和X負(fù)向磁極對線圈串聯(lián)形成X方向磁極對線圈組，二者之間設(shè)為所述第一徑向磁軸承的X向檢測信號(hào)輸出端；將第一徑向磁軸承的Y正向磁極對線圈和Y負(fù)向磁極對線圈串聯(lián)形成Y方向磁極對線圈組，二者間設(shè)為所述第一徑向磁軸承的Y向檢測信號(hào)輸出端；②將第一徑向磁軸承定子固定于標(biāo)定臺(tái)架上，并將轉(zhuǎn)子插入第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中，以第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立徑向磁軸承坐標(biāo)系；將所述第一徑向磁軸承的X向磁極對線圈組和Y向磁極對線圈組分別連接于正弦激勵(lì)信號(hào)S與地信號(hào)之間；將所述第一徑向磁軸承的X向電壓信號(hào)輸出端與X向解調(diào)電路連接，所述X向解調(diào)電路的輸出端輸出X向檢測電壓信號(hào)Vx ；將所述第一徑向磁軸承的Y向電壓信號(hào)輸出端與Y向解調(diào)電路連接，所述Y向解調(diào)電路的輸出端輸出Y向檢測電壓信號(hào)Vy ；Vx和Vy均為直流電壓信號(hào)，利用所述第一徑向磁軸承的X方向磁極對線圈組得到第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述第一徑向磁軸承的X向檢測電壓信號(hào)與轉(zhuǎn)子X方向位移的數(shù)據(jù)關(guān)系Vx = f(x)；利用所述第一徑向磁軸承的Y向磁極對線圈組得到第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述第一徑向磁軸承的Y向檢測電壓信號(hào)與轉(zhuǎn)子Y方向位移的數(shù)據(jù)關(guān)系Vy = f(y)；③將所述第一徑向磁軸承裝入所述磁懸浮分子泵，使所述第一徑向磁軸承的X向磁極對線圈組和Y向磁極對線圈組仍連接于正弦激勵(lì)信號(hào)S與地信號(hào)之間；所述第一徑向磁軸承的所述X向檢測信號(hào)輸出端仍與所述X向解調(diào)電路連接；所述第一徑向磁軸承的所述Y向檢測信號(hào)輸出端仍與所述Y向解調(diào)電路連接；④得到轉(zhuǎn)子位于所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心時(shí)，所述X向解調(diào)電路輸出的X向檢測電壓信號(hào)Vxl和所述Y向解調(diào)電路輸出的Y向檢測電壓信號(hào)Vyl ；由Vxl和Vx = f(x)獲得所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下的X方向坐標(biāo)X'= 獲得所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下的Y方向坐標(biāo)Y' b0 ；即得到在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下，所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo)(X' M，Y' b0)；由此得到所述第一徑向磁軸承與第一所述徑向保護(hù)軸承在X、Y方向的同軸度偏差分別為 = -X' b0 和 Δ Y。= -Y' b0 ；⑤以第一徑向位移傳感器定子內(nèi)圓中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系并獲得在第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系下，所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo) (Xbo，Ybo)；⑥最終得到在第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系下，所述第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo)為(Xbtl-X' b0' YbO-Y' J，此即為磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子的第一徑向懸浮中心；B.用與步驟A所述獲取轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心相同的方法獲取轉(zhuǎn)子第二徑向懸浮中心。顯然，在第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系下(XbcrX' Μ，Ybtl-Y' J即為第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo)，同理能夠獲得轉(zhuǎn)子的第二徑向懸浮中心在第二徑向磁軸承的定子內(nèi)圓中心。由此，轉(zhuǎn)子懸浮于上述徑向懸浮中心處時(shí)，轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心與徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心重合，能夠保證磁懸浮分子泵的穩(wěn)定運(yùn)行，利于控制系統(tǒng)后續(xù)對轉(zhuǎn)子穩(wěn)定控制。實(shí)施例2本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述步驟②包括如下步驟i.在所述第一徑向磁軸承裝入所述磁懸浮分子泵之前，測量出所述第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心并以所述第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立第一徑向磁軸承坐標(biāo)系；ii.控制轉(zhuǎn)子自第一徑向磁軸承坐標(biāo)系原點(diǎn)沿著X正向移動(dòng)長度為S的距離，測量此過程中所述第一徑向磁軸承的X向解調(diào)電路輸出的X向檢測電壓信號(hào)Vx+ ；控制所述轉(zhuǎn)子自第一徑向磁軸承坐標(biāo)系原點(diǎn)沿著X負(fù)方向移動(dòng)長度為S的距離，測量此過程中所述X向解調(diào)電路輸出的X向檢測電壓信號(hào)vx_ ；由此獲得所述第一徑向磁軸承的所述X向檢測電壓信號(hào)與轉(zhuǎn)子X方向位移的數(shù)據(jù)關(guān)系Vx = f(x)；iii.控制轉(zhuǎn)子自第一徑向磁軸承坐標(biāo)系原點(diǎn)沿著Y正向移動(dòng)長度為S的距離，測量此過程中所述第一徑向磁軸承的Y向解調(diào)電路輸出的Y向檢測電壓信號(hào)Vy+ ；控制轉(zhuǎn)子自第一徑向磁軸承坐標(biāo)系原點(diǎn)沿著Y負(fù)方向移動(dòng)長度為S的距離，測量此過程中所述Y向解調(diào)電路輸出的Y向檢測電壓信號(hào)Vy_ ；由此獲得所述第一徑向磁軸承的所述Y向檢測電壓信號(hào)與轉(zhuǎn)子Y方向位移的數(shù)據(jù)關(guān)系Vy = f (y)。同樣采用上述步驟即可獲得第二徑向磁軸承X正向磁極對線圈的電感值與轉(zhuǎn)子X 方向位移的數(shù)據(jù)關(guān)系；第二徑向磁軸承的所述X負(fù)向磁極對線圈的電感值與轉(zhuǎn)子X方向位移的數(shù)據(jù)關(guān)系；所述第二徑向磁軸承Y正向磁極對線圈的電感值與轉(zhuǎn)子Y方向位移的數(shù)據(jù)關(guān)系；所述第二徑向磁軸承Y負(fù)向磁極對線圈的電感值與轉(zhuǎn)子Y方向位移的數(shù)據(jù)關(guān)系。在第ii步和第iii步中，考慮磁懸浮分子泵實(shí)際工作過程中，轉(zhuǎn)子在徑向移動(dòng)過程中不能距離徑向磁軸承磁極太近，因?yàn)檗D(zhuǎn)子距離徑向磁軸承過近時(shí)，徑向磁軸承的電磁力非線性嚴(yán)重。因此，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，令S大于所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓半徑 r且小于所述第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓半徑R，即R > S > r。更為優(yōu)選地，S為所述第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓半徑R的三分之二，即S = 2R/3。由此當(dāng)轉(zhuǎn)子自第一徑向磁軸承坐標(biāo)系原點(diǎn)沿著X正向移動(dòng)長度為S的距離，X負(fù)向移動(dòng)長度為S的距離，沿著Y正向移動(dòng)長度為S的距離，Y負(fù)向移動(dòng)長度為S的距離后基本可以涵蓋磁懸浮分子泵工作過程中轉(zhuǎn)子可移動(dòng)的范圍。實(shí)施例3本實(shí)施例在實(shí)施例1或?qū)嵤├?的基礎(chǔ)上，所述步驟④包括如下步驟a.將所述磁懸浮分子泵水平放置，保持轉(zhuǎn)子軸線平行于水平面，手動(dòng)控制轉(zhuǎn)子， 使轉(zhuǎn)子緊貼所述徑向保護(hù)軸承定子的內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)一周，同時(shí)利用示波器觀測所述第一徑向磁軸承的所述X向解調(diào)電路輸出的X向檢測電壓信號(hào)和所述第一徑向磁軸承的所述Y向解調(diào)電路輸出的Y向檢測電壓信號(hào)，記錄所述X向檢測電壓信號(hào)的最大值V' ,.+和最小值 V' xmin-，以及所述Y向檢測電壓信號(hào)的最大值V'胃-和最小值V' ymax_;由此得到轉(zhuǎn)子位于所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心時(shí)，所述X向檢測電壓信號(hào)Vxl= (V' xmax++V' xmax_)/2 及所述Y向檢測電壓信號(hào)Vyl= (V' ymax++V' ymax_)/2;b.將Vxl=(V' xmax++V' xmax_)/2代入Vx = f(x)，得出在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心X坐標(biāo)X' b0;將Vyl= (V' ymax++V' ymax_)/2代入Vy = f(y)，得出在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心Y坐標(biāo)X' b0;c.由此，得到所述第一徑向磁軸承與所述第一徑向保護(hù)軸承在X、Y方向的同軸度偏差 Δ)(0 = -Χ'⑷和 AT0 = -Y' b0。作為本實(shí)施例的可變實(shí)施方式，在上述步驟a中，獲得所述第一徑向磁軸承的所述X向檢測電壓信號(hào)的最大值V'最小值V' xmax_，以及所述第一徑向磁軸承的所述 γ向檢測電壓信號(hào)的最大值ν' xmaxjn最小值ν' xmin_后所述步驟b中將ν' xmaxjnv'
AVx = f (χ)，得出在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述第一徑向保護(hù)軸承X正向極限位置的坐標(biāo)Xmax和X負(fù)向極限位置的坐標(biāo)Xmin，由此計(jì)算得出在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下的所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心X坐標(biāo)X'ymin_代入Vy = f(y)，得出在第
一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述第一徑向保護(hù)軸承Y正向極限位置的坐標(biāo)Tmax和Y負(fù)向極限位置的坐標(biāo)Ymin，由此計(jì)算得出在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心Y 坐標(biāo)Y' M ；由此，得到所述第一徑向磁軸承與所述第一徑向保護(hù)軸承在x、Y方向的同軸度偏差分別為= -X' bQ和ΔΥ。= -V M。
實(shí)施例4本實(shí)施例是實(shí)施例3的可變實(shí)施方式，將手動(dòng)控制轉(zhuǎn)子緊貼所述徑向保護(hù)軸承定子的內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)變換為利用電機(jī)離心力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子緊貼所述徑向保護(hù)軸承定子的內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)，即所述步驟④包括如下步驟a.將所述磁懸浮分子泵豎直放置，保持轉(zhuǎn)子軸線垂直于水平面，利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)子在離心力作用下緊貼所述徑向保護(hù)軸承定子的內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)，同時(shí)利用示波器觀測所述第一徑向磁軸承的所述X向解調(diào)電路輸出的X向檢測電壓信號(hào)和所述第一徑向磁軸承的所述Y向解調(diào)電路輸出的Y向檢測電壓信號(hào)，記錄所述X向檢測電壓信號(hào)的最大值 V' 協(xié)和最小值V' xmin-，以及所述Y向檢測電壓信號(hào)的最大值V'胃-和最小值V' ymax-； 由此得到轉(zhuǎn)子位于所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心時(shí)，所述X向檢測電壓信號(hào)Vxl = (V xmax++v' xmax_)/2 及所述 Y 向檢測電壓信號(hào) Vyl= (V' ymax++V' ymax_)/2;b.將Vxl=(V' xmax++V' xmax_)/2代入Vx = f(x)，得出在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心X坐標(biāo)X' b0;將Vyl= (V' ymax++V' ymax_)/2代入Vy = f(y)，得出在徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心Y坐標(biāo)Y' b0;c.由此，得到所述第一徑向磁軸承與所述第一徑向保護(hù)軸承在X、Y方向的同軸度偏差 Δ)(0 = -Χ'⑷和 AT0 = -Y' b0。實(shí)施例5由實(shí)施例1至實(shí)施例4可以看出，本發(fā)明所述獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的過程中，徑向磁軸承所起的作用與徑向位移傳感器類似，因此為了簡化操作過程，同時(shí)在獲得轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心過程中不再附加其他處理電路及信號(hào)源，本實(shí)施例在實(shí)施1至實(shí)施例4任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上可作如下變化所述步驟②中應(yīng)用的所述正弦激勵(lì)信號(hào)S與所述磁懸浮分子泵內(nèi)部的第一徑向位移傳感器所使用的激勵(lì)信號(hào)S'具有相同的幅值和頻率；所述X向解調(diào)電路和所述Y向解調(diào)電路與所述磁懸浮分子泵的控制器內(nèi)第一徑向位移傳感器解調(diào)電路具有相同的電路結(jié)構(gòu)。所述步驟③將所述第一徑向磁軸承裝入所述磁懸浮分子泵，使所述第一徑向磁軸承的所述X向磁極對線圈組和所述Y向磁極對線圈組分別連接于所述第一徑向位移傳感器的激勵(lì)信號(hào)S'與地信號(hào)之間；使第一徑向磁軸承的所述X向電壓信號(hào)輸出端和所述Y向電壓信號(hào)輸出端均與所述控制器內(nèi)的所述第一徑向位移傳感器解調(diào)電路連接。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，其特征在于，包括如下步驟A.獲取轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心，包括如下步驟①在第一徑向磁軸承裝入所述磁懸浮分子泵之前，將所述第一徑向磁軸承的X正向磁極對線圈和X負(fù)向磁極對線圈串聯(lián)形成X方向磁極對線圈組，二者之間設(shè)為所述第一徑向磁軸承的X向檢測信號(hào)輸出端；將第一徑向磁軸承的Y正向磁極對線圈和Y負(fù)向磁極對線圈串聯(lián)形成Y方向磁極對線圈組，二者間設(shè)為所述第一徑向磁軸承的Y向檢測信號(hào)輸出端；②將第一徑向磁軸承定子固定于標(biāo)定臺(tái)架上，并將轉(zhuǎn)子插入第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中，以第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立徑向磁軸承坐標(biāo)系；將所述第一徑向磁軸承的X向磁極對線圈組和Y向磁極對線圈組分別連接于正弦激勵(lì)信號(hào)S與地信號(hào)之間；將所述第一徑向磁軸承的X向電壓信號(hào)輸出端與X向解調(diào)電路連接，所述X向解調(diào)電路的輸出端輸出X向檢測電壓信號(hào)Vx ；將所述第一徑向磁軸承的Y向電壓信號(hào)輸出端與Y向解調(diào)電路連接，所述Y向解調(diào)電路的輸出端輸出Y向檢測電壓信號(hào)Vy ；Vx和Vy均為直流電壓信號(hào)，利用所述第一徑向磁軸承的X方向磁極對線圈組得到第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述第一徑向磁軸承的X向檢測電壓信號(hào)與轉(zhuǎn)子X方向位移的數(shù)據(jù)關(guān)系Vx = f(x)；利用所述第一徑向磁軸承的Y向磁極對線圈組得到第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述第一徑向磁軸承的Y向檢測電壓信號(hào)與轉(zhuǎn)子Y方向位移的數(shù)據(jù)關(guān)系Vy = f(y)；③將所述第一徑向磁軸承裝入所述磁懸浮分子泵，使所述第一徑向磁軸承的X向磁極對線圈組和Y向磁極對線圈組仍連接于正弦激勵(lì)信號(hào)S與地信號(hào)之間；所述第一徑向磁軸承的所述X向檢測信號(hào)輸出端仍與所述X向解調(diào)電路連接；所述第一徑向磁軸承的所述Y 向檢測信號(hào)輸出端仍與所述Y向解調(diào)電路連接；④得到轉(zhuǎn)子位于所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心時(shí)，所述X向解調(diào)電路輸出的X 向檢測電壓信號(hào)Vxl和所述Y向解調(diào)電路輸出的Y向檢測電壓信號(hào)Vyl ；由Vxl和Vx = f(x)獲得所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下的X方向坐標(biāo)X'= 獲得所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下的Y方向坐標(biāo)Y' b0 ；即得到在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下，所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo)(X' M，Y' b0)；由此得到所述第一徑向磁軸承與第一所述徑向保護(hù)軸承在X、Y方向的同軸度偏差分別為 Δ)(0 = -Χ'⑷和 AY0 = -Y' b0；⑤以第一徑向位移傳感器定子內(nèi)圓中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系并獲得在第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系下，所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo)(Xbtl， YbO)；⑥最終得到在第一徑向位移傳感器坐標(biāo)系下，所述第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo)為(Xbtl-X' b0, Xbo-Y' J，此即為磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子的第一徑向懸浮中心；B.用與步驟A所述獲取轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心相同的方法獲取轉(zhuǎn)子第二徑向懸浮中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，其特征在于所述步驟②包括如下步驟i.在所述第一徑向磁軸承裝入所述磁懸浮分子泵之前，測量出所述第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心并以所述第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立第一徑向磁軸承坐標(biāo)系；ii.控制轉(zhuǎn)子自第一徑向磁軸承坐標(biāo)系原點(diǎn)沿著X正向移動(dòng)長度為S的距離，測量此過程中所述第一徑向磁軸承的X向解調(diào)電路輸出的X向檢測電壓信號(hào)Vx+ ；控制所述轉(zhuǎn)子自第一徑向磁軸承坐標(biāo)系原點(diǎn)沿著X負(fù)方向移動(dòng)長度為S的距離，測量此過程中所述X向解調(diào)電路輸出的X向檢測電壓信號(hào)vx_ ；由此獲得所述第一徑向磁軸承的所述X向檢測電壓信號(hào)與轉(zhuǎn)子X方向位移的數(shù)據(jù)關(guān)系Vx = f(x)；iii.控制轉(zhuǎn)子自第一徑向磁軸承坐標(biāo)系原點(diǎn)沿著Y正向移動(dòng)長度為S的距離，測量此過程中所述第一徑向磁軸承的Y向解調(diào)電路輸出的Y向檢測電壓信號(hào)Vy+ ；控制轉(zhuǎn)子自第一徑向磁軸承坐標(biāo)系原點(diǎn)沿著Y負(fù)方向移動(dòng)長度為S的距離，測量此過程中所述Y向解調(diào)電路輸出的Y向檢測電壓信號(hào)vy_ ；由此獲得所述第一徑向磁軸承的所述Y向檢測電壓信號(hào)與轉(zhuǎn)子Y方向位移的數(shù)據(jù)關(guān)系Vy = f (y)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，其特征在于S 大于所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓半徑r且小于所述第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓半徑R， 即 R > S > r。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，其特征在于S為所述第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓半徑R的三分之二，即S = 2R/3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，其特征在于所述步驟④包括如下步驟 a.將所述磁懸浮分子泵水平放置，保持轉(zhuǎn)子軸線平行于水平面，手動(dòng)控制轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子緊貼所述徑向保護(hù)軸承定子的內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)一周，同時(shí)利用示波器觀測所述第一徑向磁軸承的所述X向解調(diào)電路輸出的X向檢測電壓信號(hào)和所述第一徑向磁軸承的所述Y向解調(diào)電路輸出的Y向檢測電壓信號(hào)，記錄所述X向檢測電壓信號(hào)的最大值V' xmaxdn最小值V' __，以及所述Y向檢測電壓信號(hào)的最大值V'胃-和最小值V' ymax_;由此得到轉(zhuǎn)子位于所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心時(shí)，所述X向檢測電壓信號(hào)Vxl= (V' xmax++V' xmax_)/2及所述 Y 向檢測電壓信號(hào) Vyl = (V' ymax++V' ymax_)/2 ；b.將Vxl=(V' xmax++V' xmax_)/2代入Vx = f(x)，得出在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心X坐標(biāo)X' b0;將Vyl= (V' ymax++V' ymax_)/2代入Vy = f(y)，得出在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心Y坐標(biāo)Y' b0;c.由此，得到所述第一徑向磁軸承與所述第一徑向保護(hù)軸承在X、Y方向的同軸度偏差 ΔΧ0 = -Χ'秘和 AY0 = -Y' b0。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，其特征在于所述步驟④包括如下步驟a.將所述磁懸浮分子泵豎直放置，保持轉(zhuǎn)子軸線垂直于水平面，利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)子在離心力作用下緊貼所述徑向保護(hù)軸承定子的內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)，同時(shí)利用示波器觀測所述第一徑向磁軸承的所述X向解調(diào)電路輸出的X向檢測電壓信號(hào)和所述第一徑向磁軸承的所述Y向解調(diào)電路輸出的Y向檢測電壓信號(hào)，記錄所述X向檢測電壓信號(hào)的最大值 V' 協(xié)和最小值V' xmin-，以及所述Y向檢測電壓信號(hào)的最大值V'胃-和最小值V' ymax-； 由此得到轉(zhuǎn)子位于所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心時(shí)，所述X向檢測電壓信號(hào)Vxl = (V xmax++v' xmax_)/2 及所述 Y 向檢測電壓信號(hào) Vyl= (V' ymax++V' ymax_)/2;b.將Vxl=(V'xmax++V' xmax_)/2代入Vx = f (χ)，得出在第一徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心X坐標(biāo)X' b0;將Vyl= (V' ymax++V' ymax_)/2代入Vy = f(y)，得出在徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述第一徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心Y坐標(biāo)Y' b0;c.由此，得到所述第一徑向磁軸承與所述第一徑向保護(hù)軸承在X、Y方向的同軸度偏差 ΔΧ0 = -Χ'秘和 AY0 = -Y' b0。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，其特征在于所述步驟②中應(yīng)用的所述正弦激勵(lì)信號(hào)S與所述磁懸浮分子泵內(nèi)部的第一徑向位移傳感器所使用的激勵(lì)信號(hào)S'具有相同的幅值和頻率；所述X向解調(diào)電路和所述Y向解調(diào)電路與所述磁懸浮分子泵的控制器內(nèi)第一徑向位移傳感器解調(diào)電路具有相同的電路結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，其特征在于 所述步驟③將所述第一徑向磁軸承裝入所述磁懸浮分子泵，使所述第一徑向磁軸承的所述 X向磁極對線圈組和所述Y向磁極對線圈組分別連接于所述第一徑向位移傳感器的激勵(lì)信號(hào)S'與地信號(hào)之間；使第一徑向磁軸承的所述X向電壓信號(hào)輸出端和所述Y向電壓信號(hào)輸出端均與所述控制器內(nèi)的所述第一徑向位移傳感器解調(diào)電路連接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心的方法，分別以徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心和徑向位移傳感器定子內(nèi)圓中心為原點(diǎn)建立徑向磁軸承坐標(biāo)系和徑向位移傳感器坐標(biāo)系。通過獲得在徑向磁軸承坐標(biāo)系下所述徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心坐標(biāo)，得到所述徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心與所述徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心在X、Y方向的偏差。根據(jù)這一偏差，獲得在徑向位移傳感器坐標(biāo)系下的徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心。通過上述過程調(diào)整轉(zhuǎn)子的第一徑向懸浮中心和第二徑向懸浮中心于第一徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心和第二徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心處，保證磁懸浮分子泵系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
文檔編號(hào)F04D27/00GK102425555SQ20111035688
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者張剴, 張小章, 李奇志, 武涵, 鄒蒙 申請人:北京中科科儀技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司, 清華大學(xué)